PENGARUH WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR FASA PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL

dokumen-dokumen yang mirip
PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT BAHAN PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL

Pengaruh Temperatur Heat-Treatment terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Paduan Al-Fe-Ni

PENGEMBANGAN PADUAN AlFeNi SEBAGAI BAHAN STRUKTUR INDUSTRI NUKLIR

SINTESIS PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL SEBAGAI BAHAN STRUKTUR CLADDING ELEMEN BAKAR NUKLIR

FORMASI FASA DAN MIKROSTRUKTUR BAHAN STRUK- TUR PADUAN ALUMINIUM FERO-NIKEL HASIL PROSES SINTESIS

PENGARUH KADAR Ni TERHADAP SIFAT KEKERASAN, LAJU KOROSI DAN STABILITAS PANAS BAHAN STRUKTUR BERBASIS ALUMINIUM

PENINGKATAN SIFAT MEKANIK BAHAN STRUKTUR PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL DENGAN PENGUATAN FASA KEDUA DAN STRUKTUR BUTIR

KARAKTERISASI PADUAN AlFeNiMg HASIL PELEBURAN DENGAN ARC FURNACE TERHADAP KEKERASAN

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN INTERMETALIK AlFeNi SEBAGAI BAHAN KELONGSONG BAHAN BAKAR

PENINGKATAN SIFAT MEKANIK BAHAN STRUKTUR PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL DENGAN PENGUATAN FASE KEDUA DAN STRUKTUR BUTIR

PENCIRIAN PADUAN ALUMINIUM-BESI-NIKEL SEBAGAI KELONGSONG ELEMEN BAICAR BERDENSITAS TINGGI ASEP ARY RAMMELYADI

PENGUKURAN SIFAT TERMAL ALLOY ALUMINIUM FERO NIKEL MENGGUNAKAN ALAT DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

REAKSI TERMOKIMIA PADUAN AlFeNi DENGAN BAHAN BAKAR U 3 Si 2

ANALISIS POLA DIFRAKSI PADA INGOT PADUAN Zr-1%Sn1%Nb-0,1%Fe DAN Zr- 1%Sn-1%Nb-0,1%Fe-0,5%Mo

KARAKTERISASI SIFAT TERMAL PADUAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%) DAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) UNTUK KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

SINTESIS PADUAN AIFeNi DEN CAN METODA PELEBURAN

ANALISIS MIKROSTRUKTUR DAN KIMIA TERHADAP HASIL KOROSI PADA INGOT AlFeNiMg

PEMERIKSAAN MIKROSTRUKTUR, KOMPOSISI KIMIA DAN KEKERASAN HASIL PENGELASAN PADUAN Al-6061

KARAKTERISASI INGOT PADUAN U-7Mo-Zr HASIL PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN TUNGKU BUSUR LISTRIK

PENGARUH SUHU DAN WAKTU ANIL TERHADAP TEKSTUR PADUAN Al TIPE 2024

ANALISIS SIFAT TERMAL PADUAN AlFeNi SEBAGAI KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA PERLAKUAN PANAS

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKRO- STRUKTUR U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

Pengaruh Waktu Penahanan Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro Coran Paduan Al-7%Si

BAB IV PROSES PERLAKUAN PANAS PADA ALUMINIUM

PENGARUH PENAMBAHAN NIKEL (Ni) TERHADAP STRUKTUR KRISTAL, MORFOLOGI, DAN KEKERASAN PADA PADUAN Al (2-x) FeNi (1+x)

KETAHANAN KOROSI BAHAN STRUKTUR AlMg-2 DALAM MEDIA AIR PASCA PERLAKUAN PANAS DAN PENDINGINAN

BAB V DIAGRAM FASE ISTILAH-ISTILAH

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

TEMPERATUR TRANSFORMASI FASA SHAPE MEMORY ALLOY - TiNi HASIL PEMADUAN TEKNIK ARC-MELTING

PENGARUH PENAMBAHAN KOMPOSISI Al PADA PADUAN Fe-Ni-Al

pendinginan). Material Teknik Universitas Darma Persada - Jakarta

ANALISIS KUALITATIF DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI SINAR X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA PADUAN U-Zr

PENGARUH PENAMBAHAN Mg DAN PERLAKUAN PANAS TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK KOMPOSIT MATRIKS ALUMINIUM REMELTING PISTON BERPENGUAT SiO 2

ANALISIS KOMPOSISI BAHAN DAN SIFAT TERMAL PADUAN AlMgSi-1 TANPA BORON HASIL SINTESIS UNTUK KELONGSONG ELEMEN BAKAR REAKTOR RISET

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

STUDI PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU AGING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR KOMPOSIT

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

Pengaruh Solution treatment Singkat pada Paduan Al-Si-Mg : Sebuah Studi Awal

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Foto Mikro dan Morfologi Hasil Pengelasan Difusi

PENGARUH PERLAKUAN PANAS PADA ANODA KORBAN ALUMINIUM GALVALUM III TERHADAP LAJU KOROSI PELAT BAJA KARBON ASTM A380 GRADE C

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING MATERIAL BAJA S45C

PENGARUH UNSUR Nb PADA BAHAN BAKAR PADUAN UZrNb TERHADAP DENSITAS, KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR

KARAKTERISTIK MIKROSTRUKTUR DAN FASA PADUAN Zr- 0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS DAN PENGEROLAN DINGIN

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

Studi Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Sifat Mekanis Pada Pengecoran Paduan Al-4,3%Zn Alloy

TINJAUAN MIKROSTRUKTUR, STRUKTUR KRISTAL, DAN KRISTALIT PERTUMBUHAN FASA Mg 2 Al 3 HASIL MECHANICAL ALLOYING

HEAT TREATMENT PADA ALUMINIUM PADUAN

PENENTUAN SIFAT THERMAL PADUAN U-Zr MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

Jl. Prof. Sudharto, SH., Tembalang-Semarang 50275, Telp * Abstrak. Abstract

PENGARUH DEOKSIDASI ALUMINIUM TERHADAP SIFAT MEKANIK PADA MATERIAL SCH 22 Yusup zaelani (1) (1) Mahasiswa Teknik Pengecoran Logam

PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN

Background 12/03/2015. Ayat al-qur an tentang alloy (Al-kahfi:95&96) Pertemuan Ke-2 DIAGRAM FASA. By: Nurun Nayiroh, M.Si

EFEK CuI TERHADAP KONDUKTIVITAS DAN ENERGI AKTIVASI (CuI) x (AgI ) 1-x (x = 0,5-0,9)

KARAKTERISASI INGOT PADUAN Zr-Mo-Fe-Cr PASCA PERLAKUAN PANAS

Perilaku Mekanik Tembaga Fosfor C1220T-OL Pada Proses Annealing dan Normalizing

PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADUAN Co-Cr-Mo-C-N PADA PERLAKUAN AGING

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENGUJIAN

Peningkatan Sifat Mekanik Paduan Aluminium A356.2 dengan Penambahan Manganese (Mn) dan Perlakuan Panas T6

Pengaruh Penambahan Aluminium (Al) Terhadap Sifat Hidrogenasi/Dehidrogenasi Paduan Mg 2-x Al x Ni Hasil Sintesa Reactive Ball Mill

PENGARUH KANDUNGAN Si TERHADAP MIKROSTRUKTUR DAN KEKERASAN INGOT Zr-Nb-Si

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERSETUJUAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL...

PENGARUH KANDUNGAN Nb DAN WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR DALAM PEMBUATAN BAHAN BAKAR PADUAN U-Zr-Nb

PERILAKU OKSIDASI PADUAN Ti-6Al-4V PADA TEMPERATUR TINGGI

PENGARUH IRADIASI-γ TERHADAP REGANGAN KISI DAN KONDUKTIVITAS IONIK PADA KOMPOSIT PADAT (LiI) 0,5 (Al 2 O 3.4SiO 2 ) 0,5

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke-20 BAHAN TEKNIK MEKANIKA BAHAN

PENGARUH UNSUR Zr PADA PADUAN U-Zr DAN INTERAKSINYA DENGAN LOGAM Al TERHADAP PEMBENTUKAN FASA

ANALISIS FASA MINOR DENGAN TEKNIK DIFRAKSI NEUTRON

PENUMBUHAN LAPIS LINDUNG NITRIDA PADA PERMUKAAN BAHAN STRUKTUR REAKTOR PADUAN FeCrNi

Pengaruh Temperatur Solution Treatment dan Aging terhadap Fasa Dan Kekerasan Copperized-AISI 1006

Simposium Nasional RAPI XI FT UMS 2012 ISSN :

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

PENGARUH NITROGEN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN IMPLAN Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni YANG MENGANDUNG KARBON HASIL PROSES HOT ROLLING

PENGARUH PROSES QUENCHING TERHADAP LAJU KOROSI BAHAN BAKAR PADUAN UZr

Pengaruh Penuaan Terhadap Karakteristik Paduan Ingat Bentuk Nitinol

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

PENGARUH KANDUNGAN NIOBIUM TERHADAP MIKROSTRUKTUR, KOMPOSISI KIMIA DAN KEKERASAN PADUAN Zr Nb Fe Cr

Diagram Fasa. Latar Belakang Taufiqurrahman 1 LOGAM. Pemaduan logam

ANALISA LANJUT PERUBAHAN SIFAT MEKANIK BAHAN PEWTER DENGAN REDUKSI 50% PADA PROSES PENGEROLAN BAHAN

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

PENGARUH JARAK DARI TEPI CETAKAN TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN PADA CORAN ALUMINIUM

Heat Treatment Pada Logam. Posted on 13 Januari 2013 by Andar Kusuma. Proses Perlakuan Panas Pada Baja

PENGARUH DEFORMASI DINGIN TERHADAP KARAKTER PADUAN Zr-0,3%Mo-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS

LOGAM DAN PADUAN LOGAM

Momentum, Vol. 10, No. 2, Oktober 2014, Hal ISSN

MATERIAL TEKNIK DIAGRAM FASE

Eksperimen Pembentukan Kristal BPSCCO-2223 dengan Metode Self-Flux

BAB 1. PERLAKUAN PANAS

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

dislokasi pada satu butir terjadi pada bidang yang lebih disukai (τ r max).

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK PADUAN ALUMINIUM AA.319-T6 AKIBAT PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AGING PADA PROSES PRECIPITATION HARDENING

BAB I PENDAHULUAN. tinggi,menyebabkan pengembangan sifat dan karakteristik aluminium terus

BAB V PEMBAHASAN 60 UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH TEMPERATUR DAN NITROGEN HASIL HOT ROLLING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADUAN Co-Cr- Mo UNTUK APLIKASI BIOMEDIS

UNIVERSITAS INDONESIA PENGARUH DERAJAT DEFORMASI TERHADAP STRUKTUR MIKRO, SIFAT MEKANIK DAN KETAHANAN KOROSI BAJA KARBON AISI 1010 TESIS

PENGARUH UNSUR Mn PADA PADUAN Al-12wt%Si TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK LAPISAN INTERMETALIK PADA FENOMENA DIE SOLDERING SKRIPSI

PENENTUAN LAJU KOROSI PADA SUHU 150 ac UNTUK BAHAN STRUKTUR AIMg2 PASCA PERLAKUAN PANAS

Transkripsi:

Urania Vol. 17 No. 2, Juni 2011 : 55-115 ISSN 0852-4777 PENGARUH WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR FASA PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL M.Husna Al Hasa (1) dan Anwar Muchsin (1) 1. Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBN)-BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan 15314 E-mail: mhalhasa@yahoo.com (Naskah diterima: 26-04-2011, disetujui: 23-05-2011) ABSTRAK PENGARAUH WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR FASA PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL Paduan aluminium sebagai kelongsong bahan bakar akan mengalami proses perlakuan panas diatas suhu rekristalisasi. Suhu dan waktu perlakuan panas akan berdampak terhadap sifat logam. Waktu pemanasan memungkinkan akan mempengaruhi perubahan sifat mekanik, termal dan struktur fasa logam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu perlakuan panas terhadap sifat mekanik dan fasa paduan logam. Pengujian sifat mekanik terutama kekerasan bahan dilakukan dengan metode Vicker. Pengamatan perubahan mikrostruktur dilakukan dengan metalografik-optikal dan struktur fasa dianalisis berdasakan pola difraksi sinar x. Analisis unsur senyawa fasa paduan dilakukan dengan EDS-SEM. Hasil pengujian sifat kekerasan menunjukan paduan AlFeNiMg dengan pemanasan pada 500 o C dengan waktu pemanasan 1 jam, 2 jam dan 3 jam menurun masing-masing berkisar 94,4 HV, 87,6 HV dan 85,1 HV. Sifat kekerasan paduan AlFeNi menunjukkan penurunan seiring dengan semakin lama waktu pemanasan. Hasil pengamatan metalografik-optikal memperlihatkan mikrostruktur mengalami perubahan seiring dengan meningkatnya waktu pemanasan. Mikrostruktur memperlihatkan semakin lama waktu pemanasan crenderung berbentuk struktur butir equiaksial yang semakin membesar dan hasil analis pola difraksi menunjukkan kecenderungan pembentukan fasa dan fasa (FeAl 3 ) dalam paduan. Kata kunci: waktu pemanasan, sifat mekanik, struktur fasa, paduan AlFeNiMg ABSTRACT PENGARAUH WARMING TIME OF MECHANICAL PROPERTIES AND STRUCTURAL PHASE ALUMINUM ALLOY NICKEL. ferrous aluminum alloys as fuel cladding will experience the process of heat treatment above the recrystallization temperature. Temperature and time of heat treatment will affect the nature of the metal. Heating time allows will affect change in mechanical properties, thermal and structure of the metal phase. This study aims to determine the effect of time of heat treatment on mechanical properties and phase metal alloys. Testing the mechanical properties of materials, especially violence done by the method of Vicker. Observation of microstructural changes made by metalografik-optical and phase structure were analyzed Based on the x-ray diffraction patterns Elemental analysis phase alloy compounds made by EDS-SEM. Test results show the nature of violence AlFeNiMg alloy by heating at 500 C with a warm-up time 1 hour, 2 hours and 3 hours respectively decreased range HV 94.4, 87.6 and 85.1 HV HV. The nature of violence AlFeNi 66

ISSN 0852-4777 Pengaruh Waktu Pemanasan Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Struktur Fasa Paduan Aluminium Firo Nikel (M. Husna Al Hasa dan Anwar Muchsin) alloy showed a decrease in line with the longer heating time. Metalografik-optical observations show the microstructural changes with increasing heating time. Microstructure shows the longer the heating time crenderung equiaksial shaped grain structure of growing and the results showed a trend analyst diffraction pattern formation and phase phase (FeAl3) in the alloy. Key words: warm-up time, mechanical properties, phase structure, alloy AlFeNiMg PENDAHULUAN Aluminium dan paduannya secara umum telah digunakan pada berbagai bidang industri terutama industri transportasi, bidang kontruksi dan termasuk industri nuklir. Paduan aluminium dengan unsur pemadu magnesium dan silikon telah digunakan pada instalasi nuklir terutama untuk bahan struktur kelongsong bahan bakar serta peralatan dukung lainnya [1]. Paduan aluminium dengan unsur pemadu Fe dan Ni telah dikembangkan pula untuk digunakan sebagai bahan kelongsong bahan bakar reaktor riset masa depan. Paduan aluminium sebagai kelongsong bahan bakar dalam proses fabrikasinya akan mengalami perlakuan panas. Perlakuan panas tersebut akan mempengaruhi sifat mekanik bahan struktur kelongsong yang mengungkung bahan bakar. Perubahan sifat mekanik akibat perlakuan panas sangat dipengaruhi oleh suhu dan waktu pemanasan. Suhu dan waktu pemanasan memungkinkan sifat mekanik akan mengalami perubahan yang cenderung meningkat atau menurun. Perubahan sifat mekanik ini dapat diketahui dengan melakukan proses perlakuan panas di atas suhu rekristalisasi dengan memvariasi waktu pemanasan. Waktu pemanasan yang semakin meningkat memungkinkan akan menurunkan sifat bahan menjadi lebih lunak. Selain itu, perlakuan panas yang melibatkan unsur pemadu Fe, Ni dan Mg berpotensi akan memacu terjadinya reaksi senyawa dengan unsur Al melalui proses difusi yang membentuk senyawa logam intermatalik [2]. Proses perlakuan panas ini menggunakan tungku sirkulasi udara yang berlangsung di atas suhu rekristalisasi dan di bawah temperatur titik cair. Pada temperatur tersebut memungkinkan kondisi struktur fasa paduan aluminium sebagian besar dalam bentuk kubus. Proses perlakuan panas tersebut memungkinkan akan menghasilkan senyawa logam berupa fasa, fasa, fasa dan fasa lainnya [3]. Fasa (FeAl 3 ) mulai terbentuk pada daerah komposisi 0,04-37 % berat Fe di bawah suhu 652 o C [4]. Fasa ini merupakan hasil transformasi dari pemaduan Al dan Fe yang mengikuti reaksi fasa eutectic, yaitu L +. Kadar Fe dalam paduan melebihi batas larut padat di atas 0,04% cenderung akan membentuk fasa [5]. Fasa mulai terberntuk pada daerah komposisi 0,04-42 % berat Ni di bawah temperatur 640 o C. Fasa ini merupakan hasil transformasi dari pemaduan Al dan Ni yang mengikuti reaksi fasa eutectic, yaitu L +. Apabila kadar Ni dalam paduan melebihi batas larut padat di atas 0,04 % akan membentuk fasa (NiAl 3 ). Besarnya fasa sangat dipengaruhi oleh tingkat persentase kadar Ni dalam paduan. Kadar Ni semakin tinggi mengakibatkan semakin memperbesar jumlah fasa dalam paduan. Reaksi fasa eutectik paduan aluminium dan besi mulai terjadi pada temperatur 652 o C dengan kadar 1,8 % Fe dan membentuk fasa padat + yaitu Al+FeAl 3. Fasa memiliki batas kemampuan larut padat (solid solubility) Fe dalam fasa α (Al) sampai maksimum 0,04%Fe pada temperatur 652 o C. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak pengaruh waktu pemanasan pada suhu 500 o C terhadap sifat bahan terutama sifat kekerasan dan struktur fasa paduan aluminium. Data hasil penelitian ini diharapkan akan bermanfaat sebagai data dukung pengembangan bahan struktur kelongsong bahan bakar reaktor riset. 67

Urania Vol. 17 No. 2, Juni 2011 : 55-115 ISSN 0852-4777 TATA KERJA Pelat paduan AlFeNiMg hasil proses sintesis dan deformasi berukuran tebal 1,5 mm dipanaskan dalam tungku pemanas pada suhu 500 o C dengan variasi waktu pemanasan selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam. Proses sintesis dilakukan dengan metode peleburan dan casting menggunakan tugku lebur yang menghasilkan paduan AlFeNiMg dalam bentuk pelat. Pelat hasil sintesis dan homogenisasi dikenai proses deformasi dengan reduksi bertahap. Proses deformasi bertahap pelat paduan AlFeNiMg dari ketebalan 13 mm menjadi 1,5 mm dilakukan pada suhu kamar. Proses perlakuan panas dilakukan di atas suhu rekristalisasi hingga suhu 500 o C dengan durasi waktu hingga 3 jam dan kemudian didinginkan hingga mencapai suhu kamar. Pelat paduan AlFeNiMg hasil proses perlakuan panas dilakukan pengujian, pengamatan, dan analisis. Pengujian sifat kekerasan sepesimen paduan AlFeNiMg diukur dengan menggunakan metoda Vicker. Pengamatan topografi mikrostruktur dilakukan secara metalografioptik dan SEM. Analisis unsur senyawa fasa paduan dilakukan dengan EDS-SEM Analisis struktur fasa paduan AlFeNi dilakukan berdasarkan pola difraksi sinar x menggunakan difraktometer sinar x. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran sifat kekerasan paduan AlFeNiMg dengan metoda Vicker diperlihatkan pada Gambar 1. Pengamatan mikrostruktur paduan AlFeNi secara metalografi-optik dan SEM ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Analisis unsur senyawa fasa paduan dengan EDS-SEM ditunjukkan pada Gambar 4. Pengamatan struktur fasa berdasarkan analisis pola difraksi sinar x ditunjukkan pada Gambar 5. Hasil uji sifat kekerasan paduan AlFeNiMg setelah mengalami perlakuan panas pada suhu 500 o C selama waktu pemanasan 1 jam, 2 jam dan 3 jam ditunjukkan pada Gambar 1. Pengaruh perlakuan panas terhadap sifat mekanik paduan aluminium AlFeNiMg cenderung mengalami perubahan sifat kekerasan, seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1 memperlihatkan sifat mekanik paduan AlFeNiMg cenderung menurun, yaitu sifat kekerasan. Sifat kekerasan paduan AlFeNiMg semakin menurun dengan semakin lama waktu pemanasan. Penurunan sifat kekerasan relatif meningkat pada kondisi paduan AlFeNiMg setelah mengalami pemanasan selama 1 jam yaitu dari 165 HV menjadi 94,3 HV. Sifat kekerasan cenderung semakin menurun dengan semakin lama waktu pemanasan, yaitu 87,6 HV setelah pemanasan 2 jam dan 85,1 HV setelah mengalami pemanasan 3 jam. Hal ini karena pemanasan pada suhu 500 o C selama waktu 1 jam memungkinkan paduan AlFeNiMg hasil deformasi perolan mengalami proses recoveri dan rekristalisasi yang mengakibatkan penurunan kerapatan dislokasi. Penurunan kerapatan dislokasi berdampak terhadap perubahan struktur butir yang cenderung kembali kekeadan semula mengarah kebentuk equiaksial, seperti ditunjukkan pada strukturmikro Gambar 2b. Sementara itu, waktu pemanasan semakin lama cenderung mengakibatkan sifat kekerasan semakin menurun dan penurunan sifat kekerasan cenderung semakin rendah setelah pemanasan 3 jam. Hal ini dimungkinkan karena proses rekoveri dan rekristalisasi telah berlangsung dan diikuti dengan proses pertumbuhan butir. Proses pertumbuhan butir mengakibatkan pengurangan batas butir karena terjadi penggabungan butir sehingga struktur butir semakin membesar, seperti tampak pada mikrostruktur yang ditunjukan pada gambar 2c dan 2d. Batas butir yang semakin berkurang akan berdampak terhadap pengurangan kerapatan dislokasi. Kerapatan dislokasi semakin berkurang akan mengurangi rintangan dan hambatan gerakan dislokasi sehingga akan berakibat terhadap penurunan sifat kekerasan. 68

ISSN 0852-4777 Pengaruh Waktu Pemanasan Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Struktur Fasa Paduan Aluminium Firo Nikel (M. Husna Al Hasa dan Anwar Muchsin) Gambar 1. Pengaruh waktu pemanasan pada suhu 500 o C terhadap sifat kekerasan paduan AlFeNiMg Mikrostruktur butir paduan AlFeNiMg hasil perlakuan panas pada suhu 500 o C selama waktu pemanasan 1 jam, 2 jam dan 3 jam ditunjukkan pada Gambar 2. Miktrostruktur butir suatu logam atau paduan menggambarkan bentuk butir, fasa, inklusi maupun porositas. Bentuk butir hasil coran biasanya berbentuk laminar disertai dendrit. Mikrostruktur butir hasil coran yang telah mengalami proses homogenisasi akan mengalami perubahan bentuk butir yang mengarah ke bentuk equiaxial. Mikrostruktur hasil deformasi perolan cenderung butirnya akan mengalami pipih-memanjang dan sifat mekanik relatif meningkat. Mikrostruktur hasil deformasi perolan dingin yang dikenai perlakuan panas akan mengalami proses rekristalisasi yang mengakibatkan struktur butir mengarah ke bentuk equiaksial dan sifat mekaniknya cenderung menurun. Gambar 2 memperlihatkan bahwa mikrostruktur cenderung membesar dengan semakin lama waktu pemanasan dan berdampak terhadap sifat mekaniknya yang semakin menurun pula. Pembesaran butir yang ditunjukkan pada Gambar 2c dan 2d dalam bentuk equiaksial merupakan mekanisme pertumbuhan butir. Mekanisme pertumbuhan butir ini akan berdampak terhadap struktur butir yang mengakibatkan batas butir menjadi lebih sedikit. Batas butir semakin berkurang akan mengakibatkan kerapatan dislokasi dan penghalang pergerakan dislokasi menjadi menurun yang memberi dampak terhadap penurunan sifat mekanik. 69

Urania Vol. 17 No. 2, Juni 2011 : 55-115 ISSN 0852-4777 (a) (b) (c) (d) Gambar 2. Mikrostrukur paduan AlFeNiMg dengan reduksi tebal 1,5 mm, a) struktur butir hasil deformasi perolan, b) struktur butir hasil pemanasan 500 o C -1 jam, c) pemanasan 500 o C-2 jam, d) pemanasan 500 o C-3 jam. Hasil pengamatan mikrostruktur paduan AlFeNiMg yang mengalami pemanasan pada suhu 500 o C selama 3 jam dengan SEM ditunjukkan pada Gambar 3. Gambar 3 memperlihatkan morfologi mikrostruktur dengan pembesaran 5.000 x tampak struktur butirnya berbentuk equiaksial yang cenderung berwarna gelap dan terang. Daerah berwarna terang teridentifikasi sebagai fasa dan daerah berwarna gelap diidentifikasi sebagai fasa dan senyawa fasa logam. Senyawa fasa logam yang terbentuk dimungkinkan adalah fasa. Fasa ini merupakan senyawa logam FeAl 3. Hal ini sebagaimana diperoleh hasil analisis pola difraksi sinar-x yang diperlihatkan pada Gambar 5. Analisis kualitatif dan semi quantitatif dengan EDS (Electron Dispersif X- Ray Spectrophotometer) terhadap paduan AlFeNiMg ditunjukkan pada Gambar 4. Analisis EDS daerah warna gelap dan terang pada mikrostruktur Gambar 4 menunjukkan terkandung unsur Al, Fe, Ni dan Mg. Analisis semi quantitatif pada daerah titik tersebut memperlihatkan terdapat persentase Al sekitar 81,05%, Fe sebesar 4,24%, Ni sebesar 7,23% dan Mg sejumlah 1,31 %. Kondisi ini memungkinkan memacu terjadinya proses pembentukan senyawa logam membentuk fasa. Fasa diidentifikasikan sebagai 70

ISSN 0852-4777 Pengaruh Waktu Pemanasan Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Struktur Fasa Paduan Aluminium Firo Nikel (M. Husna Al Hasa dan Anwar Muchsin) senyawa logam FeAl 3. Identifikasi senyawa logam ini juga didukung oleh data hasil analisis difraksi sinar x yang memperlihatkan adanya puncak pola difraksi senyawa logam FeAl 3, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Gambar 3. Morpologi mikrostruktur paduan AlFeNiMg dengan SEM (a) Gambar 4. Spektrum EDS paduan AlFeNiMg, a) pada daerah terang, b) pada daerah gelap (b) 71

Urania Vol. 17 No. 2, Juni 2011 : 55-115 ISSN 0852-4777 Pola difraksi paduan AlFeNiMg hasil perlakuan panas pada suhu 500 o C ditunjukkan pada Gamabr 5. Pola difraksi memperlihatkan puncak-puncak fasa, yaitu puncak fasa dan.puncak fasa untuk masing-masing bidang hkl berada pada sudut difraksi 2 antara 35 o - 83 o. Puncak fasa untuk masing-masing bidang hkl berada pada sudut difraksi 2 antara 21 o -78 o. Puncak fasa untuk masingmasing bidang hkl berada pada sudut 2 antara 22 o -52 o. Berdasarkan persamaan BRAGG dan PDF [6]. dengan panjang gelombang ( cu )=1,542 menunjukkan bahwa puncak fasa berada pada sudut 2 sebesar 39 o, 45 o, 65 o, 78 o, 83 o dan 99 o pada masingmasing bidang hkl, yaitu 111, 200, 220, 311, 222 dan 400. Puncak fasa berada pada sudut 2 sebesar 22 o, 24 o, 41 o, 43 o, 44 o, 47 o, 64 o, 66 o, 78 o dan 82. Puncak fasa berada pada sudut 2 sebesar 22 o, 24 o,25 o,29 o, 35 o, 36 o,37 o, 41 o, 43 o,45 o,46 o, 47 o dan 52 o. Gambar 5 memperlihatkan pola difraksi paduan AlFeNiMg hasil perlakuan panas yang menghasilkan puncak-puncak fasa pada sudut 2 berkisar antara 39 o, 45 o, 65 o, 78 o,82 o dan puncak fasa pada sudut 2 berkisar antara 22 o, 24 o, 43 o dan, 82 o. Besaran sudut 2 untuk puncak fasa, dan pada pola difraksi Gambar 5 cenderung mendekati sama dengan besaran sudut 2 pada PDF dan hasil perhitungan dengan persamaan BRAGG. Sementara itu, fasa dan menunjukkan lebih dari 3 puncak, sedangkan fasa tidak teridentifikasi adanya puncak. Kondisi ini menunjukkan bahwa struktur fasa yang terbentuk merupakan fasa dan. Fasa merupakan aluminium(al), fasa adalah senyawa FeAl 3 dan fasa merupakan senyawa NiAl 3. Pembentukan fasa ini merupakan proses reaksi antara Fe dan aluminium yang terjadi akibat rejeksi dari larutan padat aluminium yang melebihi kemampuan larut-padat dalam struktur fasa [7]. Rejeksi ini terjadi karena kelarutan atom Fe dalam struktur fasa telah melampaui batas yang diizinkan, yaitu melibihi di atas 0,04% Fe sehingga aluminium bereaksi mengikat Fe membentuk senyawa FeAl 3. Selain itu, berdasarkan hasil identifikasi fasa menunjukkan adanya puncak-puncak difraksi berimpit dengan pola difraksi fasa Al yang berstruktur kubus. Gambar 5a memperlihatkan pada sudut 2 berkisar 38 o dan 44 o terdapat splitting puncak yang teridentifikasi mengandung lebih dari 1 fasa, yaitu memiliki dua fasa. Fasa tersebut diduga merupakan fasa Al atau fasa solid solution Al yang memiliki struktur kristal sama dengan fasa Al, namun parameter kisinya berbeda akibat adanya substitusi atom Fe, Ni, atau Mg. Hasil identifikasi fasa menunjukkan bahwa fasa pertama yaitu fasa Al atau solid solution Al dengan bidang (111), (200), (220), (311), dan (222) berturut-turut berada pada sudut difraksi 2 = 38,51 o ; 44,94 o ; 65,23 o ; 78,34 o, dan 82,46 o. Pada fasa kedua diduga juga fasa Al atau solid solution Al dengan bidang (111) dan (200) berturut-turut berada pada sudut difraksi 2 = 38,75 o ; 45,17 o ; sedangkan bidang (220) dan (311) berimpit dengan fasa Al pada sudut difraksi 2 = 65,44 o dan 78,58 o,. Keberimpitan puncak pada sudut tinggi terjadi karena menurut kaidah pola difraksi sinar-x bahwa faktor dirac semakin besar pada sudut-sudut tinggi sehingga splitting puncak tidak terlihat. Gambar 5b dan 5c merupakan pola difraksi paduan AlFeNiMg yang telah mengalami pemanasan 2 jam dan 3 jam. Paduan AlFeNiMg setelah mengalami pemanasan di atas 2 jam menunjukkan kecenderungan puncak pola difraksi tidak terjadi splitting. Gambar 5b memperlihatkan pola difraksi puncak yang mengandung satu fasa pada sudut difraksi 2, yaitu 38,55 o, 44,77 o, 65,08 o dan 78,19 o dengan bidang (111), (200), (220) dan (311). Sementara itu, gambar 5c mengidentifikasikan pola difraksi puncak yang terdapat satu fasa pada sudut difraksi 2, yaitu 38,65 o, 44,85 o, 65,18 o dan 78,28 o dengan bidang (111), (200), (220) dan (311). Perubahan pola difraksi puncak fasa pada paduan AlFeNiMg yang mengalami pemanasan di atas 2 jam dimungkinkan karena fasa larut padat bertransformasi 72

ISSN 0852-4777 Pengaruh Waktu Pemanasan Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Struktur Fasa Paduan Aluminium Firo Nikel (M. Husna Al Hasa dan Anwar Muchsin) membentuk fasa. Kondisi ini dapat terjadi karena waktu dan energi difusi atom semakin meningkat. Selain itu, Kondisi ini memungkinkan memacu pertumbuhan butir fasa kedua hasil rejeksi dari larutan padat aluminium yang mengakibatkan penurunan kerapatan dislokasi dan batas butir. Hal ini sekaligus akan berdampak terhadap perubahan sifat kekerasan yang cenderung menurun. Keadaan ini sebagaimana ditunjukkan oleh mikrostruktur butir yang semakin membesar berbentuk equiaksial, seperti diperlihatkan pada Gambar 2. (a) (b) 73

Urania Vol. 17 No. 2, Juni 2011 : 55-115 ISSN 0852-4777 (c) Gambar 5. Pola difraksi sinar x paduan AlFeNiMg a) hasil deformasi perolan, b) hasil pemanasan pada 500 o C selama 1 jam, c) hasil pemanasan pada 500 o C selama 2 jam, d)hasil pemanasan pada 500 o C selama 3 jam SIMPULAN Sifat mekanik paduan AlFeNiMg terutama sifat kekerasan cenderung menurun setelah mengalami proses pemanasan pada suhu 500 o C. Sifat kekerasan menurun seiring dengan semakin lama waktu pemanasan dari 165 HV berturut-turut menjadi 94,4 HV, 87,6 HV dan 85,1 HV. Hasil pengamatan metalografik-optikal memperlihatkan mikrostruktur mengalami perubahan seiring dengan meningkatnya waktu pemanasan. Topografi mikrostruktur cenderung berbentuk struktur butir equiaksial dan semakin membesar dengan semakin lama waktu pemanasan. Puncak pola difraksi menunjukkan kecenderungan terjadi pembentukan fasa kedua yang mengarah kepada struktur fasa (FeAl 3 ). Struktur fasa paduan AlFeNiMg terdiri dari fasa (Al) dan senyawa fasa (FeAl 3 ). UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak atas bantuan dan dukungan terhadap kelancaran penelitian ini baik secara langsung maupun tidak langsung sehingga menghasilkan tulisan dalam bentuk makalah ini. DAFTAR PUSTAKA [1]. AL HASA, M.H., (2008), Peningkatan Sifat mekanik Bahan Struktur Paduan Aluminium Fero Nikel Dengan Penguatan Fasa Kedua Dan Struktur Butir, Jurnal Ilmiah daur Bahan Bakar Nuklir, URANIA, Volume 14 No.1, hal.1-10, [2]. RAYNOR, GV., RIVLIN, GV., (1988), Phase Equilibria in iron Ternary Alloy, The institute of Metals, New york, 74

ISSN 0852-4777 Pengaruh Waktu Pemanasan Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Struktur Fasa Paduan Aluminium Firo Nikel (M. Husna Al Hasa dan Anwar Muchsin) [3]. PETZOW, G., EFFENBERG, G., (1992),Ternary Alloy AlFeNi, Vol.15, Germany: ASM, International. [4]. AL HASA, M.H., (2007), Formasi fasa dan Mikrostruktur Bahan struktur Paduan Aluminium Fero-Nikel Hasil proses sintesis, Jurnal Ilmiah daur Bahan Bakar Nuklir, URANIA, Volume 13 No.3, hal.99-107. [5]. MONDOLFO, L.F, (1979), Aluminium Alloys, Structure and Properties, hal.283-285, Buterworths, London. [6]. Anonym, PDF Card, International Center For data Diffraction, 2008. [7]. RAYNOR, GV., RIVLIN, GV., (1988), Phase Equilibria in iron Ternary Alloy, The institute of Metals, New york. 75